Mikroşəbəkə enerji paylayıcı sistemlərində orta və aşağı gərginlikli açarlar

Mikroşəbəkə günəş enerjisi, enerji saxlama sistemləri və generatorlar kimi paylanmış enerji resurslarını (PER-lər) yük ilə birləşdirir və şəbəkəyə qoşulmuş vəziyyətdə və ya adalar rejimində işləməlidir. Mikroşəbəkə açar cihazları bu sistemin mərkəzində yerləşir. O, sadəcə cərəyanı ötürmür; gücün hara axdığını, hansı hissənin izolyasiya ediləcəyini və şərait dəyişdikdə mikroşəbəkənin təhlükəsizliyinin necə təmin ediləcəyini müəyyən edir.

1. Orta və aşağı gərginlikli arxitektura

Tipik bir mikroşəbəkə enerji paylanmasını iki gərginlik səviyyəsi üzrə təşkil edir; hər biri öz açar cihazları və qorunma sxemləri ilə təchiz olunur.

Orta gərginlik tərəfi

Orta gərginlik tərəfi paylanmış enerji resurslarından enerji toplayır və kommunal şəbəkəyə qoşulur. Orta gərginlik açar cihazları adətən əsas gələn avtomatik açar, ayırıcı açar və hər bir enerji mənbəyinə uyğun qidalayıcı paneli daxil edir. Bu səviyyə daha yüksək qısa qapanma cərəyanlarını idarə edir və güclü yayılma qövsü qorunması tələb edir.

Aşağı gərginlik tərəfi

Aşağı gerilim tərəfi transformatorların ikincil tərəfindən son istifadəçi dövrələrinə və kiçik yükərə güc verir. Aşağı gerilim açar cihazları, formalaşdırılmış korpuslu avtomatik açarlar və kiçik şin düzülüşləri ilə budaq dövrələrini xidmət edir. Orta və aşağı gerilim arasındakı ayrılma qısa qapanma səviyyələrini idarə oluna bilən hala gətirir və hər bir təbəqənin müstəqil olaraq qorunmasını təmin edir.

2. Açarlar, ayırıcılar və şinlər

Üç əsas cihaz hər hansı bir açar cihazı yığmasının əsasını təşkil edir; hər biri fərqli və zəruri funksiya yerinə yetirir.

Dövrə qırıcıları

Dövrə açarları qısa qapanma cərəyanlarını avtomatik olaraq aşkar edir və kəsir. Onlar aşağı axında olan avadanlığı qoruyur və qəzaların sistem boyu yayılmasını qarşısını alır. Orta gerilim tətbiqlərində vakuum və ya SF6 açarlar ümumiyyətlə istifadə olunur; aşağı gerilimdə isə formalaşdırılmış korpuslu modellər üstünlük təşkil edir.

Ayırıcılar və şinlər

Avtomatik ayırıcılar təhlükəsiz texniki xidmət üçün görünən hava aralığı yaradır və işə başlamazdan əvvəl dövrələrin enerjisizləşdirilməsini təmin edir. Şinlər (busbar) bütün komponentləri birləşdirir və bir neçə mənbə və yük üçün ümumi elektrik qovşağı yaradır. Orta gərginlikli (MV) açar cihazlarında hava açarı və ya çıxarılabilən avtomatik açar əsas ayırıcı kimi istifadə olunur; aşağı gərginlikli (LV) açar cihazlarında isə bu funksiyanı tez-tez plastik korpuslu avtomatik açar yerinə yetirir.

Hər bir cihazın aydın bir vəzifəsi var və onlardan heç biri tamamilə ötürülə bilməz, çünki bu, quraşdırmanın ümumi təhlükəsizliyini zəiflədər.

3. Qəza izolyasiyası və pilləli qorunma

Qəza baş verdikdə, qoruma sistemi mikroşəbəkənin digər hissələrinin işini davam etdirərkən yalnız minimum təsir göstərilən sahəni izolyasiya etməlidir.

Müvafiqlik və Seçicilik

Qəzaya ən yaxın avtomatik açar əvvəlcə söndürülür. Onun arxasında yerləşən ehtiyat relelər qısa müddət gözləyir və yalnız birincil qoruma uğursuz olduqda söndürülür. Bu prinsip koordinasiya və ya seçicilik adlanır və tək bir qəzanın daha geniş çıxışa səbəb olmasının qarşısını alır.

İki rejimli çətinlik

Mikroşəbəkədə problem daha da artır, çünki adasız rejimdə qısa qapanma cərəyanı şəbəkəyə qoşulmuş rejimdəkindən çox daha az ola bilər. Müdafiə parametrləri hər iki vəziyyətdə etibarlı şəkildə işləməlidir. Müasir rəqəmsal releler adaptiv parametrlərlə təchiz olunub və iş rejiminə əsasən müdafiə profilləri arasında keçid edə bilər; bu da mikroşəbəkənin enerji təchizatı şəbəkəsinə qoşulub-qoşulmamasından asılı olmayaraq seçiciliyin davamlılığını təmin edir.

4. Şəbəkəyə qoşulmuş və adasız keçidlər

Mikroşəbəkənin enerji təchizatı şəbəkəsi ilə birləşdiyi nöqtə bütün sistemdə ən mühüm düyündür.

Qoşulma açarlanma cihazı

Qoşulma açarlanma cihazı ümumi birləşmə nöqtəsində yerləşir. Enerji təchizatı şəbəkəsində qısa qapanma baş verdikdə bu açarlanma cihazı mikroşəbəkəni sürətlə izolyasiya etməli, lakin lokal yükleri enerji ilə təmin etməyə davam etməlidir. Planlaşdırılmış adasız rejim baş verərkən o, dəqiq vaxtda açılır və paylanmış enerji resursları (DER) idarəetmə cihazlarına çıxışlarını uyğunlaşdırmağı bildirir.

Sürətli açarlanma və rabitə

Sürətli işləyən açarlar və rabitə əsaslı məntiq qeyri-lazımi elektrik kəsilmələrini qarşısını almaq və keçidin hər iki tərəfini qorumaqda kömək edir. Adalar rejimi baş verdikdə, YER çeviriciləri sabit tezlik və gərginlik saxlamaq üçün cərəyan mənbəyindən gərginlik mənbəyinə keçməlidir. Açar aparatı və onunla əlaqəli idarəetmə qurğuları bu ötürülməni koordinasiya edir.

5. Transformatorlar, çeviricilər və idarəetmə sistemləri ilə qovşaqlar

Açar aparatı izolyasiyada işləmir. O, daha geniş mikroşəbəkə ekosistemi ilə dərin şəkildə inteqrasiya olunub.

Transformator və çevirici qoşulmaları

Açar aparatı, orta gərginlik (MV) və aşağı gərginlik (LV) səviyyələrini birləşdirən yüksəldici və alçaqaldıcı transformatorlara və günəş panellərindən və ya akkumulyatorlardan gələn DC-ni AC-yə çevirən çeviricilərin çıxış dövrələrinə qoşulur. Açar aparatının nominal dəyərləri ilə transformator/çevirici tutumları arasındakı düzgün koordinasiya etibarlı işləmə üçün vacibdir.

Əlaqə Protokolları

Müasir ayırıcılar və qoruma releləri Modbus və ya IEC 61850 kimi protokollar üzərindən məlumat mübadiləsi edirlər; bu da mikroşəbəkə idarəetmə qurğusunun açarların vəziyyətini izləməsinə və uzaqdan əmrlər verməsinə imkan verir. Bu rabitə bağlantıları olmadan koordinasiyalı adalar rejimi və qaranlıqdan bərpa prosesləri mümkün olmur.

6. Seçim üçün əsas amillər

Doğru açar aparatının seçilməsi üçün üç əsas qiymətləndirməyə diqqət yetirilməlidir.

Nominal Gərginlik

Nominal gərginlik sistem səviyyəsi ilə uyğun olmalıdır. Orta gərginlikli tətbiqlər üçün yayılmış qiymətləndirmələr 11 kV, 22 kV və ya 33 kV-dır. Aşağı gərginlikli tətbiqlər üçün standart adətən 380/220 V-dur. Düzgün gərginlik sinifinin seçilməsi izolyasiya bütövlüyünü və uzunmüddətli etibarlılığı təmin edir.

Qısa Qapanmaya Dözümlülük

Qısa qapanma dayanıqlılığı qiymətləndirməsi quraşdırma nöqtəsində mövcud olan maksimum qısa qapanma cərəyanından yüksək olmalıdır. Şəbəkəyə qoşulmuş rejimdə enerji təchizatı şirkətinin töhfəsi qısa qapanma cərəyanlarını çox yüksək səviyyəyə qaldıra bilər; adalar rejimində isə invertor əsaslı mənbələr daha az töhfə verir, lakin onlar da kifayət qədər dayanıqlılıq tələb edir.

Koruyucu Kəsislər

Qorunma dərəcəsi quraşdırma mühitindən asılıdır. Təmiz otaqlarda istifadə olunan daxili açarlar adətən IP30 tələb edir, halbuki xarici və ya çətin şəraitdə quraşdırılan sistemlər IP54 və ya daha yüksək dərəcə tələb edir. Şəxsi təhlükəsizlik və avadanlığın yer tutduğu sahə üçün daxili arakəsmə reytinqi və izolyasiya növü də diqqətə layiqdir.

Mikroşəbəkə tətbiqləri üçün əlavə nəzərə alınmalı amillər ətraf temperaturu, rütubət, duzlu sprey təsiri və yüksək hündürlüklərdə tələb olunan xüsusi güc azaldılması əyriləridir. Mühit amilləri birbaşa material seçimi və texniki xidmət müddətlərini təsirləyir.

7. İstifadə sahələri

8. Tez-tez Verilən Suallar

S1: Mikroşəbəkə açar cihazları nədir və niyə vacibdirlər?

Mikroşəbəkə açar cihazları — paylanmış enerji resursları, yük və şəbəkə arasındakı enerji axınını idarə edən mərkəzləşdirilmiş paylayıcı və qoruyucu avadanlıqlardır. O, şəbəkəyə qoşulmuş və adi (adalar) rejimlərdə təhlükəsiz işləməni təmin edir, qısa qapanma sahələrini izolyasiya edir və iş rejimləri arasında pərələrəm keçidlərə imkan verir.

S2: Mikroşəbəkədə MV və AL açar cihazları arasındakı fərq nədir?

MV açar cihazları orta gərginlik səviyyəsində (adi olaraq 11 kV-dən 33 kV-a qədər) işləyir və paylanmış enerji resurslarından (DER) və şəbəkə ilə qoşulmadan gələn enerjini toplayır. AL açar cihazları isə daha aşağı gərginlikdə (380/220 V) işləyir və enerjini son istehlakçı yüklerə paylayır. Bu iki təbəqə transformatorlarla ayrılmışdır və müstəqil olaraq qorunur.

S3: Mikroşəbəkədə qoruma koordinasiyası necə işləyir?

Müdafiə koordinasiyası seçicilik prinsipinə əsaslanır: qısa qapanma yerinə ən yaxın olan açar əvvəlcə işə düşür, rezerv relelər isə etibarlılığı təmin edir. Mikroşəbəkələrdə qısa qapanma cərəyanlarının şəbəkəyə qoşulmuş və adi (izolyasiyalı) rejimlər arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənməsi səbəbindən adaptiv müdafiə parametrləri tələb olunur.

S4: Müasir mikroşəbəkə açarları ilə hansı rabitə protokolları istifadə olunur?

Yayğın protokollar Modbus RTU/TCP, IEC 61850 (GOOSE və MMS) və DNP3.0-dır. Bu protokollar açarlarla mikroşəbəkə idarəetmə sistemi arasındakı real vaxt rejimində vəziyyətin izlənilməsini, uzaqdan açma/bağlama əmrlərini və koordinasiyalı müdafiə məntiqini təmin edir.

S5: Mikroşəbəkə layihəsi üçün açarların seçilməsində nəzərə alınmalı amillər hansılardır?

Əsas amillər sistem səviyyəsinə uyğun nominal gərginlik, mövcud qısa qapanma cərəyanından yüksək qısa qapanmaya davam gətirmə qabiliyyəti, quraşdırılma mühitinə uyğun IP dərəcəsi, təhlükəsizlik üçün daxili qövs sinifləndirilməsi və mikroşəbəkə idarəetmə sistemi ilə inteqrasiya üçün rabitə qabiliyyətidir.